机电一体化简答题(包括序列号)

机电一体化简答题(包括序列号)
机电一体化简答题(包括序列号)

1 什么是机电一体化系统?

2典型的机电一体化系统有那几种分类?3顺序控制系统的定义及分类?4机电一体化系统按功能分为哪些模块?

5机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面?

6简述系统定义的要点?

7工业机器人的组成?

8机器人的分类?

9简述微机电系统的含义?

10通信模块的功能是什么?

11接口模块的功能?

12试简述开发机电一体化系统的依据?

13社会经济效益应考虑的基本原则?

14机电一体化系统设计中,“替代机械系统”的设计思想是什么?

15机电一体化系统设计中,在处理机与电的关系时,所遵循的主要原则是什么?

16概念设计的意义?

17方案设计的主要内容有哪些?

18机械传动的主要形式有哪些?

19简述齿轮传动的选用原则?

20涡轮蜗杆副传动的特点?

21刚性消除齿轮副间隙的方法有哪些?

22滚珠丝杠螺母副传动的特点?

23对主轴轴系的要求有哪些?

24滚动摩擦支承轴系的分类和特点?

25滚动导轨副的分类和特点?

26导轨阻尼的主要起因有哪些?阻尼对选择导轨有何影响?27支承件的影响因素有哪些?在设计中应注意哪些问题?28简述测量模块的机电一体化系统中的作用?

29机电一体化系统中主要的被测量和常用机械量测量传感器类型包括哪些?

30什么结构性传感器?试举2个例子来说明?

31试举出4种能实现压力测量的传感器,并简单说明其工作原理?

32精度可以采用的表示方法有哪些?

33误差平均效应和数据平处理的原理?

34感应同步器鉴相测量方式的原理框图可分为哪几部分?每部分的功能是什么?

35对弹性敏感元件的基本要求有哪些?

36仪表放大器的特点有哪些?

36采用逐次逼近法的模/数转换器主要由哪几部分组成?

37常用控制电动机的分类?

38电磁耦合是基于什么定律来实现电动机的工作?

39永磁同步电动机的驱动方式有哪几种,各有什么特点?

40直流电动机的组成?

41选择放大器的开关频率时,应考虑哪些问题?

42何谓永磁同步电动机?它有什么特点?

43启动单相感应电动机有哪些措施能获得启动电磁转矩?

44超声波电动机的特点有哪些?

45选用电动机的通用原则是什么?

46步进电机常用的驱动电路有哪几种类型?其中哪几种类型适用于混合式步进电机?

47步进电机对驱动电路的要求有哪些?

48步进电动机的脉冲分配有那几种方式,各有何特点?

49步进电动机的含义?它的特点?

50何为步进电动机的共振,对选择步进电动机的输入脉冲频率有何要求?

51简述如何使用脉冲(CP)和方向(DIR)来控制步进电机的方向,转数和步数?

52闭环伺服系统的分类和特点?

53计算机在采样—数据系统中的作用?

54闭环伺服系统控制环路的划分及其各自在系统中的作用?

55闭环伺服系统的定义及组成?

56参考脉冲系统的含义?

57采样—数据系统的配置方案有哪几种?

58模拟伺服系统设计的系统设计过程有哪些?

59按制造任务的不同,机械运动控制的分类及特点?

60在数控加工中,“路径”和“轨迹”是一样的吗?

61插补的意义和分类?

62数控机器的运动形式的分类?

63何为轮廓控制?

64 DDA的含义?其特点是什么?

65插补的任务记主要技术指标?

第八章

67简述时间驱动和事件驱动的区别?

68解释PLC的扫描工作制?

69简述PLC的组成?

70简述“看门狗”计时器在PLC的扫描工作中的作用?

71简述PLC控制和通用微型计算机的区别?

72 描写顺序控制的方法包括哪些?73西门子工业软件分为哪些种类?

第一章~第二章

1 什么是机电一体化系统?

精密机械技术、传感检测技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术、系统总体技术。

2典型的机电一体化系统有那几种分类?

机械手关节伺服系统;数控机床;工业机器人;自动导引小车;顺序控制系统;数控自动化制造系统;微机电系统。

3顺序控制系统的定义及分类?

顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统。根据如何开始和终结操作,分为两类:当某一时间发生时,开始或结束操作的称为事件驱动顺序控制;在某一时刻或一定时间间隔之后,开始或结束操作的称为事件驱动顺序控制。

4机电一体化系统按功能分为哪些模块?

机械受控模块、驱动模块、测量模块和控制模块;控制模块又分为微计算机模块、接口模块、通信模块和软件模块。

5机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面?

系统功能;性能指标;使用条件;社会经济效益。

6简述系统定义的要点?

系统从广义上可以定义为两个或两个以上事物组成的相互依存,相互作用,共同完成某种特定功能或形成

某种事物现象的一个统一整体的总称。

7工业机器人的组成?

主体结构;终端器;控制器。

8机器人的分类?

开环搬运机器人;工业机器人;可编程机器人。

9简述微机电系统的含义?

微机电系统微机电系统是电子和机械元件相结合的微装置或系统,采用与集成电路兼容的批加工技术制造,尺寸可从毫米到微米量级范围内变化。这些系统结合了传感和执功能并进行运算处理,改变了我们感知和控制物理世界的方法。

10通信模块的功能是什么?

传递信息,实现系统的内部、外部,近程和远程通信。实现方法分为有线和无线。

11接口模块的功能?

接口模块在系统内主要用于各级之间的信息传递。在最高级,必要的人机接口用来传递用户信息。在设备层,输入/输出接口用来传递传感器和执行器的信息。输入/输出接口的形式与所传递的信息特征有关。12试简述开发机电一体化系统的依据?

一是需求牵引,二是技术推动;其中主要有市场导向,其次才是技术导向。

13社会经济效益应考虑的基本原则?

经济效益,应从两方面考虑,一是从投资一方,花多少经费、人力己时间,可以开发出新一代产品并投放市场,估计在市场上占有多大的份额,将有多大的收益;二是从最终用户一方,分析他们的费效比和经济承受能力。

14机电一体化系统设计中,“替代机械系统”的设计思想是什么?

在极端情况下,机械的功能可以完全由微处理机和执行器取代,从而使机器产品变成电子产品。如电子手表,自动驾驶等。

15机电一体化系统设计中,在处理机与电的关系时,所遵循的主要原则是什么?

在机电一体化系统工程设计中,为了提高系统的性能和柔性,要求广泛的物质和信息的集成。无论在概念设计阶段或者详细设计阶段,都必须始终贯彻机械与电子紧密结合的原则。换言之,在整个在机电一体化系统工程设计中,都必须考虑电子技术和计算机技术与机械系统的集成,创造出机械装置与电子设备以及软件等有机结合的新产品。

16概念设计的意义?

概念设计就是确定设计任务和用简图形式表达的广义解。概念设计对设计师有很高的要求,要求对产品各种性能有明显的改善。在这一阶段需要将工程科学、专业知识、加工方法以及商业知识的等各方面知识融合在一起,以做出最重要的决策。概念设计阶段主要涉及到系统的功能、原理、形态、布局和结构等方面的创新,概念设计过程本质上就是一个产品的创新过程。

17方案设计的主要内容有哪些?

①按照系统功能和方便设计、制造角度出发划分模块和子模块;②提出实现每个模块功能的技术方案;③对于提出的各个方案中所包含的主要元器件和构件及其主要参数进行预选和粗算,并定出其中1~2个较优者作最后的比较。

18机械传动的主要形式有哪些?

涡轮、蜗杆传动,丝杠螺母传动和谐波传动。

19简述齿轮传动的选用原则?

根据传动轴的不同特点,可以选用不同类型的齿轮或涡轮蜗杆副组成传动部件。传递平行轴之间运动的直齿轮易于设计制造、成本低,使用最为广泛。斜齿轮可用于高速、重载、要求噪音低的场合,但存在较大的轴向推力;人字齿轮由于左右齿推力平衡,而不产生轴向推力,但其中应有一个齿轮应有一定轴向间隙,以便安装。相交轴传动中直齿锥齿轮为线接触,传动效率高。交错轴斜齿轮有滑动作用,传动效率低,同

时为点接触,只能承受较轻负载。行星齿轮尺寸小、重量轻

效率高,且能传递较大功率,但结构比较复杂。

20涡轮蜗杆副传动的特点?

涡轮蜗杆副在一定意义上也可以看做一种特殊的齿轮,只能用于传递空间垂直交错轴之间的回转运动。蜗杆为传动副的主动构件,涡轮为从动构件。若设计的涡轮包着蜗杆,则称为单包;若涡轮和蜗杆相互包着,则称为双包。蜗杆副为线接触,可传递较大功率,传动比大。蜗杆一般有1—8个头,优点是传动平稳、噪音小、可自锁,但传动效率低,功率损失大。

21刚性消除齿轮副间隙的方法有哪些?

齿轮副在传递的过程中,存在着间隙,会影响到系统的稳定性,因此要采取一定的措施消除间隙。方法有:调整中心距法、选择装配法、带锥度齿轮法及斜齿轮法等。

22滚珠丝杠螺母副传动的特点?

滚动丝杠螺母副是一种高精度的传动装置。它采用滚动摩擦螺旋取代了滑动摩擦螺旋,具有磨损小、传动效率高、传动平稳、寿命长、精度高、温升低等优点。由于滚珠丝杠螺母副具有运动摩擦小、便于消除传动间隙等突出优点,它给机电一体化系统的性能改善带来了巨大的益处。但是,它不能自锁,用于升降传动时需要另加锁紧装置,结构复杂、成本偏高,另外传动的距离和速度有限。

23对主轴轴系的要求有哪些?

对于主轴轴系来说,是保证机械功能、完成机械主要运动的部件,因此对其要求也比较高,主要有:回转精度含轴向精度;静刚度;动特性;热特性。

24滚动摩擦支承轴系的分类和特点?

滚动摩擦支撑轴系采用滚动轴承支撑。常用滚动轴承支撑有两类:⑴标准滚动轴承支撑,如角接触球轴承圆锥滚子轴承等;⑵新型滚动轴承,如密集滚珠轴承、转盘轴承等。

25滚动导轨副的分类和特点?

滚动导轨副按其滚动的类型分有珠滚动、滚柱∕滚针式。

26导轨阻尼的主要起因有哪些?阻尼对选择导轨有何影响?

导轨阻尼起因于以下物理过程:⑴由于表面不平度的弹性和塑性变形产生的材料阻尼。⑵起因于在表面极限区周围运动的摩擦阻尼。⑶挤压薄膜效应。显然,对于平整的滑动表面以摩擦阻尼和挤压薄膜效应为主。影响滑动导轨和滚动导轨阻尼系数的重要因素,包括表面压力大小、润滑类型、摩擦类型等。

27支承件的影响因素有哪些?在设计中应注意哪些问题?

静载荷作用于支承件上产生的静变形会影响到系统的静刚度。静载荷包括零部件或工件的重力、惯性力、工作力、夹紧力等。静刚度可以采用有限元分析法计算或者试验方法测定。因支承件不仅在一定程度上决定着机电一体化产品的性能和质量,也在很大程度上决定着产品的外形和占地空间,为了保证零部件之间的相对位置或相对运动精度,支承件需要满足静刚度、抗震性、热稳定性及工艺性等方面的技术要求。故在设计支承件时,必须在材料、结构形式、加工处理等方面综合考虑,才能达到全面的技术要求。

第三章~第四章

28简述测量模块的机电一体化系统中的作用?

答:测量模块的作用是将机械结构模块的状态和性能参数变换为电的信号,并进行必要的信号转换和信息处理,提供给监测或控制.

29机电一体化系统中主要的被测量和常用机械量测量传感器类型包括哪些?

答:常用机械量测量传感器的类型包括唯一传感器,速度传感器,加速传感器,李传感器,转矩传感器和压力传感器。主要的被测量包括强度,压力,位移。速度,加速度,力和力矩以及变形等。

30什么结构性传感器?试举2个例子来说明?

答:结构型传感器是指根据传感器的结构变化来实现信号的传感,如电容传感器是依靠改变电容极板的间距或作用面积来实现电容的变化;可变电阻传感器是利用电刷的移动来改变作用电阻丝的长度从而改变电阻值的大小。

31试举出4种能实现压力测量的传感器,并简单说明其工作原理?

答:(1)固态压阻式:利用半导体材料受力后电阻率发生变化;(2)电位器式:利用电位器改变电阻值;(3)压力式:利用压电元件受力后在其表面产生电荷的压力效应;(4)关纤式:利用关纤本身的特性或仅传输关波,在用关电器件的观点效应将光信号转换成电信号。

32精度可以采用的表示方法有哪些?

答:(1)已被测变量表示;(2)满量程的百分数;(3)实际输出的百分数。

33误差平均效应和数据平处理的原理?

答:(1)误差平均效应的原理是利用n个传感器单元同时感受被测量,因而其输出将是这些单元输出的总和;(2)数据平均处理时在相同条件下重复测量n次,然后取平均值。

34感应同步器鉴相测量方式的原理框图可分为哪几部分?每部分的功能是什么?

答:(1)位移——相位变化:功能是把感应同步器的机械位移转换成相位移;(2)相位——脉冲变换:功能是把代表机械位移量的相交的变化转换为脉冲数;(3)脉冲计数和接口电路:功能是由可逆计数器将脉冲数正确的累积起来,接口电路实现信号在各部分之间的正确传输,并最终送到处理器进行处理。

35对弹性敏感元件的基本要求有哪些?

答:弹性变形范围大,灵敏度高,测量频带宽。

36仪表放大器的特点有哪些?

答:高输入阻抗,高共模抑制比,平均的差动输入,增益有用户选择的外部电阻决定。

36采用逐次逼近法的模/数转换器主要由哪几部分组成?

答:主要由逐次逼近寄存器SAR,D/A转换器,比较器以及时序和控制逻辑等部分组成。

37常用控制电动机的分类?

答:(1)按磁阻变化分类:固定磁阻电动机和变磁阻电动机。(2)按工作电源分类:根据电动机工作电源的不同,可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。(3)按结构和工作原理分类:可分为异步电动机和同步电动机。(4)按起动与运行方式分类:可分为电容起动式电动机,电容壳式电动机,电容起动运转式电动机和分相式电动机。(5)按用途分类:可分为驱动用电动机和控制用电动机。

38电磁耦合是基于什么定律来实现电动机的工作?

答:电磁耦合是基于法拉第定律和电磁感应定律来实现电动机的工作的。

39永磁同步电动机的驱动方式有哪几种,各有什么特点?

答:有直流电动机驱动方式和同步电动机驱动方式。

40直流电动机的组成?

答:(1)定子磁极;(2)电枢;(3)电刷。

41选择放大器的开关频率时,应考虑哪些问题?

答:(1)开关频率应尽可能高。(2)开关频率必须比系统通频带大10倍以上,以免影响系统性能。(3)开关频率必须远大于各环节的共振频率。(4)在满足前三条的前提下,应尽量选择较低的开关频率,以降低开关元件的开关损耗。

42何谓永磁同步电动机?它有什么特点?

答:永磁同步电动机既保持了直流电动机的特点,又避免了直流电动机因电刷而引起的缺陷。这种电动机调速范围宽,起动迅速,机械性能和调节特性线性度好,寿命长,维护方便,可靠性高,噪声较小,不存在换向火花,不会产生对无线电信号的干扰,可用于直流电动机不能应用的易燃,易爆场合;但其控制结构复杂,成本较高,目前低速时转速均匀性还较差。

43启动单相感应电动机有哪些措施能获得启动电磁转矩?

答:启动单相感应电动机,通常采用两种措施获得的启动电磁转矩:(1)分相式,在定子上附加正交的分相绕组,起动后该绕组电路自动切断。(2)罩极式,在定子没个磁极的一部分套上一个短路铜环。

44超声波电动机的特点有哪些?

答:(1)低速大转矩。(2)无电磁噪声,电磁兼容性好。(3)动态响应快,控制性能好。(4)断电自锁。(5)运行无噪声。(6)微位移特性。(7)动态速度范围宽,可达到1~250mrn/s。(8)结构简单,设计形式灵活,自由度大,可认为“无界移动”,以实现小型化和多样化。由于驱动机理的不同,超声波电动机形成了多种多样的结构形式。(9)易实现工业自动化流水线生产。(10)耐低温,适应真空和太空环境。

45选用电动机的通用原则是什么?

答:考虑高动态负载,即惯性负载转矩的组合。这时,电动机的最大转速和最小转矩应分别满足一下两个条件:(1)折合到电动机转子轴上的负载峰值转速必须不大于电动机最大转速。(2)折合到电动机转子轴上的负载转矩与电动机转子加速时的惯性转矩之和必须不大于电动机的最大转矩。

第五章

46步进电机常用的驱动电路有哪几种类型?其中哪几种类型适用于混合式步进电机?

答:步进电机常用的驱动电路单极性驱动电路,双极性驱动电路,高低压驱动电路,斩波驱动电路和细分驱动电路等,其中双极性驱动电路适用于混合式步进电机。

47步进电机对驱动电路的要求有哪些?

答:能够提供快速上升和快速下降的电流,是电流波形尽量接近矩形。具有供截止期间释放电流的回路,以降低相绕组的反电动势,加快电流衰减。功率尽量底,效率要高。

48步进电动机的脉冲分配有那几种方式,各有何特点?

答:步进电动机的脉冲分配方式有3种方式:1 硬件环形脉冲分配器,2 软件脉冲分配器,3 专用环形分配器。

49步进电动机的含义?它的特点?

答:步进电动机又称脉冲电动机。步进电动机与一般伺服电动机比较,其特点是:可以实现直接数字控制,在开环系统中可以达到高精度的定位和调速,位置误差不会积累。

50何为步进电动机的共振,对选择步进电动机的输入脉冲频率有何要求?

答:步进电动机在低频段启动,当输入脉冲频率等于步进电动机的自然频率时,则会出现转子震荡,且震荡频率越来越大,产生电动机不能启动的现象。这种现象称为低频共振。步进电动机工作在某一较高频率段时,会出现相绕组内电流震荡,使转子转动呈现不均匀,一致是不的现象。这种现象称为高频振荡。由于参数不同,各种步进电动机的低频共振和高频共振频率也不相同,应避免使步进电机的输入脉冲频率等于低频共振或高频共振的频率。

51简述如何使用脉冲(CP)和方向(DIR)来控制步进电机的方向,转数和步数?

答:步进电动机采用变磁阻原理产生电磁转矩,将数字的电脉冲信号转换为模拟的输出轴运动。当输入一串脉冲CP序列后,输出轴就以等增量的转角相应输入序列,输出步数等于输入脉冲的个数,转速与输入脉冲频率成正比,方向由输入的方向DIR决定,也就是有通电的相序决定。

第六章

52闭环伺服系统的分类和特点?

答:在具有减速器的位置伺服系统中,根据位置反馈传感器安装位置的不同,伺服系统又可进一步分为半闭环伺服系统和全闭环伺服系统。半闭环伺服系统其位置采样点是从驱动装置或丝杠引出,采样旋转角度进行检测,不是直接检测运动部件的实际位置。全闭环伺服系统的位置采样点是直接对运动部件的实际位置进行检测,从理论上讲,可以消除整个驱动和传动环节的误差,间隙和失动量。具有很高的位置控制精度。

53计算机在采样—数据系统中的作用?

答:1 按程序在一定时刻采样过程输出变量值和接收参考指令值:2 比较参考指令和输出变量值,计算输出系统误差:3 计算控制律或控制算法,产生与系统误差相应的控制信号:4 通过接口输出控制信号。

54闭环伺服系统控制环路的划分及其各自在系统中的作用?

答:一般伺服系统可分为三个控制环路:电流环速度环和位置环。电流环以直流电动机的电枢电流为反馈量,速度环以电机轴的转速为反馈量,位置反馈采用模拟式或数字式测量元件。电流环的只要作用是,通

过调节功率放大器输入电压,使得电动机的转矩跟踪希望的设定值。此外,电枢电流负反馈可以起故障保护作用,即使电动机处于堵转状态,电枢电流也不会上升到足以损坏电动机。速度环的传递函数是一个惯性环节,增加反馈,减小负载力矩对转速的影响。位置环检测系统的输出,反馈到输入端形成的误差控制信号,满足系统的功能需求。

55闭环伺服系统的定义及组成?

答:闭环伺服系统是反馈控制系统,它是由控制器受控对象反馈测量装置以及比较器装置部分组成。控制器是按预定的控制规律调节能量的输入,以使系统产生所希望的输出。

56参考脉冲系统的含义?

答:参考脉冲系统与模拟式伺服系统的工作原理是由区别的。他能够直接接收计算机生成的数字脉冲信号作为参考输入,并由参考输入脉冲和反馈信号脉冲之间的频率或相位之差形成误差信号,因此被称为参考脉冲伺服系统。

57采样—数据系统的配置方案有哪几种?

答:根据输出反馈测量传感器的类型和数量,采样—数据系统可有以下三种不同的配置方案。1 双反馈传感器方案2 单数字位置传感器方案3 单模拟位置传感器方案。

58模拟伺服系统设计的系统设计过程有哪些?

答:伺服系统设计的前提条件是系统技术要求,其中应包括功能参数静态及动态性能指标。假设受控机械式给定的,那么,解决具体问题的方法如下:1 选择测量系统输出的传感器装置。2 选择驱动受控对象的执行机构3 建立受控对象执行机构及传感器装置组成的系统固有部分的数学模型4 根据数学模型和系统性能指标,设计控制器。5 分别利用解析法计算机仿真机物理系统试验,评估设计结果。6 如果系统仿真和试验结果不满意,应修改设计,反复上述过程,直至达到目的为止。

第七章

59按制造任务的不同,机械运动控制的分类及特点?

答:按照所要完成的制造任务不同,机器运动控制分为两大类:点位控制和连续路径控制。

60在数控加工中,“路径”和“轨迹”是一样的吗?

答:对于“路径”和“轨迹”,在数控加工过程中,严格的说是有区别的。路径只代表与轨迹有关的位置信息:轨迹是代表在空间直角坐标系或机器人连杆坐标系中运动的位置——时间曲线,是具有适当速度和加速度信息的路径。在数控机床中,着重零件加工图形,采用连续路径控制。

61插补的意义和分类?

答:数控机床采用了插补器生成运动控制指令。通常,已经运动轨迹的起点和终点坐标以及轨迹的曲线方程,有计算机实时的计算出各中间点的坐标,既通过数控系统的计算“插入补上”运动轨迹的各中间坐标,一般吧这个过程叫做“插补”。

插补方法有脉冲增量插补和数据采样插补两大类。

62数控机器的运动形式的分类?

答:控制机器的运动形式有以下几种:1 按运动形式可分为直线运动和曲线运动:2 按运动性质可分为平面运动和空间运动:3 按控制方法可分为点位控制和连续路径控制4 点位控制可以采用开环控制或闭环控制系统。而连续路径控制一般则要求采用闭环控制伺服系统。

63何为轮廓控制?

答:为了控制工具沿任意直线或曲线运动,必须同时控制每一个轴的位置和速度,使得他们同步协调达到目标点。这样的运动控制称为连续路径控制。

64 DDA的含义?其特点是什么?

答:在软件插补器设计中常采用简单的微分方程方法。轨迹微分方程的简单计算方法是数字微分分析法,也叫数字积分法,简称DDA。

DDA法实现插补具有运算速度快,脉冲分配均匀,易于实现多坐标联动。插补器的速度由时钟脉冲设置。可编程序定时器可用作时钟脉冲的替代装置。定时器能够对每一个轴发生所需要的脉冲速率。

65插补的任务记主要技术指标?

答:插补的任务就是根据起点终点轨迹轮廓进给速度,按数控系统的当量进行细化。插补精度和插补速度是插补的两项重要指标,他直接决定了数控系统精度和加工速度。所以,插补器是整个数控系统控制软件的核心。

第八章

67简述时间驱动和事件驱动的区别?

答:在时间驱动顺序控制系统中,每一操作步骤都在给定时刻,或给定时间间隔之后启停。在事件驱动过程中每一个操作步骤都由于某一事件发生才会启停。

68解释PLC的扫描工作制?

答:检测输入变量求解当前控制逻辑以及修正输出指令,都是按定义和设计,连续和重复的进行的。

69简述PLC的组成?

答:中央处理器和存储器是PLC的核心,输入输出模块联接PLC和受控机器或过程。

70简述“看门狗”计时器在PLC的扫描工作中的作用?

答:测量每一个扫描循环的时间长度,如果扫描时间超过某个预设的长度,他便激发临界报警。

71简述PLC控制和通用微型计算机的区别?

答:基本区别是PLC控制是扫描工机制。此外,还有其他区别:1 理论上,微机可以编程,完成PLC的多数功能,而通用微机一般不是为工业环境应用设计的。2 微机与外部世界连接时,需要专门的接口电路,而PLC带有各种I/O模块可直接利用,且输入输出线可达数百条:3 PLC具有多种诊断能力及模块式结构,易于维修:4 PLC可采用梯形图编辑,编辑语言直观简洁易于掌握:5 虽然许多PLC能够接受模拟信号和进行简单的算术运算,但是,其运算能力是无法与通用微机相比的。

72 描写顺序控制的方法包括哪些?

答:语句表流程图梯形图顺序功能图状态图过程定时图以及逻辑语句。

73西门子工业软件分为哪些种类?

答:编程和工程工具;基于PC的控制软件;人机界面软件。

机电一体化复习重点

机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。 机电一体化技术是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、传感与测试技术、电力电子技术、伺服驱动技术、系统总体技术等现代高新技术群体之上的一种高新技术。 机电一体化的目的是使产品具有多功能、高效率、高智能、高可靠性,同时又能省材料、省能源,并使产品向轻、薄、细、小、巧的方向发展,以不断满足人们的多样化要求和生产的省力化、自动化需求。 机电一体化产品举例:机械制造及数控设、自动生产线、办公自动化设备汽车、机器人、医疗仪器及设备、家用电器、航空航天设备等电子打字机、复印机、传真机机电一体化产品一般都具有五种内部功能,即主功能、动力功能、检测功能,控制功能和构造功能。 机电一体化的基本结构要素:(1)机械本体(2)动力源(3)检测与传感装置(4)控制与信息处理装置(5)执行机构。 机电一体化产品的可分为以下三种(1)功能附加型(2)功能替代型(3)机电融合型 机电一体化设计的关键技术(1)机械技术(2)计算机与信息处理技术(3)检测与传感器技术(4)自动控制技术(5)伺服驱动技术(6)系统总体技术。 检测系统的功用:对系统运行中所需的自身和外界环境参数及状态进行检测,将其变成系统可识别的电信号,传递给信息处理单元。 检测系统的组成:传感器及相应的信号检测与处理电路构成机电一体化产品的检测系统。检测系统的基本要求特性:⑴灵敏度及分辨率。系统的绝对灵敏度S=Δy/Δx。⑵精确度。表示检测系统所获得的检测结果与被测量真值的一致程度。⑶系统的频率响应特性——要求快速响应(4)稳定性——避免或减小漂移5)线性特性——用非线性度来表示⑹静、动态特性好 在设计检测系统时应如何选择灵敏度、精确度等指标? 答:(1)分辨率是指系统能检测到的被检测量的最小变化,一般情况下,系统灵敏度越高,其分辨率就越强,而分辨率高也意味着系统具有高的灵敏度。(2精确度。表示检测系统所获得的检测结果与被测量真值的一致程度。注意:①在设计检测系统时,应尽可能保持各环节具有相同或相近的精确度。②若不能保持各环节具有相同的精确度,应该按前面环节精度高于后面环节的原则布置系统③选择一个检测系统的精确度,应从检测系统的最终目的和经济情况两方面综合考虑。 检测系统设计的主要方法是实验分析法,即理论分析和计算与实验测试相结合的方法。 检测系统设计的步骤1设计任务分析2系统方案选择3系统构成框图设计4环节设计与制造5总装调试及实验分析6系统运行及考核 2、典型模拟信号检测系统由哪几部分组成?各部分的功能是什么?对信号调制的作用是什么? 传感器:相当于人的感官,直接感受被检测量。 基本检测电路:(C、R、L)(U、Q、I) 放大器:传感器的微弱信号进行适当放大。 转换电路:将放大后的电信号进行适当的预处理,并将其转换为信息系统可以接受的数字信号。A/D。 解调器:用于将已调制信号恢复成原有形式 接口电路:接口电路负责检测系统与信息处理系统的连接,一方面接受信息处理系统的控制,另一方面将检测系统的信号传给信息处理系统。

机电一体化系统设计期末复习题

机电一体化系统设计期末复习题

机电一体化系统设计期末复习题 一、选择题(每题2分,共50分) 1.那些不是结构型传感器 A.弹簧管 B.双金属片 C.水银温度计 D. 电感电容 2.那些不是物理型传感器的特点 A.无中间转换机构 B.固体传感 C.集成 D.体积大 3.哪一项不是传感器指标 A.类型 B. 容量 C.体积 B.线性度 4.下列哪项对热电偶的说法不正确 A.不能测量绝对温度 B.利用的是温差效应 C.铂电阻属于热电偶 D.需要冷端补偿 5.传感器的环境参数不包括什么 A.环境温度 B.湿度 C.冲击 D.噪音 6.传感器的基本性能参数不包括什么 A.量程 B. 灵敏度 C.动态特性 D.尺寸 7.半闭环伺服结构的特点不包括: A.系统简单 B.稳定性好 C.调试困难 D.成本较低 8.际转速1350r/min、电源频率50Hz的交流感应电动机,其转差率是多少? A.0.05 B.0.1 C.0.15 D.0.2 9.某步进电动机三相单三拍运行时步距角为3°,三相六拍运行时步距角是多少?

A. 3° B. 6° C. 2° D.1.5° 10.采用PWM驱动系统的优点不包括 A.频率高、频带窄 B.电流脉动小 C.电源的功率因数高 D.动态硬度好 11.设丝杠导程5mm,2/4相步进电机的步距角为1.8度,半步驱动时的脉冲当量为多少? A. 0.00625mm B.0.0125mm C.0.025mm D.0.05mm 12.下列哪一项不是机电一体化系统的主要构成装置 A.电子装置 B.控制装置 C.驱动装置 D.机械装置 13.下列把一项是出现低速爬行现象不稳定的主要原因 A.电压不稳定 B.非线性摩擦力 C.负载扭矩不稳定 D.润滑不良 14.滚动导轨预加负载的目的是什么 A.防止超速 B.消除间隙 C.降低噪音 D.提高刚度 15.哪项不是滚珠丝杠副的主要尺寸参数 A.公称直径 B.长度 C.导程 D.行程 16.哪项不是机械传动要满足伺服控制的主要要求 A.传动精度 B.寿命长 C. 稳定性 D.快速响应性 17.下列哪一项属于变异性设计 A.没有参照样板的设计 B.根据故障查找故障原因 C.部更改,适应性变动 D.适应于量的方面变更要求,方案功能结构不变 18.哪项不是机电一体化产品概念设计的核心内容

机电一体化期末总复习试题含答案

填空题 1. 机电一体化技术的内涵是微电子技术和机械技术渗透过程中形成的一个新概念。 2. 机电一体化系统(产品)是机械技术和微电子技术的有机结合。 3. 工业三大要素是物质、能量、信息;机电一体化工程研究所追求的三大目标是:省能源、省资源、智能化。 4. 机电一体化研究的核心技术是接口问题。 5. 机电一体化系统(产品)构成的五大部分(或子系统)是:机械系统、电子信息处理系统、能源系统、传感信息系统、执行控制系统。 6. 机电一体化接口按输入/输出功能分类机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。 7. 机电一体化系统(产品)按设计类型分为:开放性设计、适应性设计、变异性设计。 8. 机电一体化系统(产品)按机电融合程度分为机电一体化系统(产品)按机电融合程度分为:机电互补法、机电结合(融合)法、机电组合法。 9. 机电一体化技术是在机械的主功能、动力功能、信息功能、控制功能基础上引入微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机地结合所构成系统的总称。 10.机电一体化系统实现三大功能应具有的两大重要特征(转换作用方式): 以能源转换为主和以信息转换为主。 11. 丝杠螺母机构的基本传动形式有:螺母固定丝杆转动并移动、丝杆转动螺母移动、螺母转动丝杆移动、丝杆固定螺母转动并移动四种形式种形式。 12. 滚珠丝杠副按螺纹滚道截面形状分为单圆弧和双圆弧两类;按滚珠的循环方式分为外循环和内循环两类。 13. 滚珠丝杠副轴向间隙调整与预紧的基本方法有:双螺母螺纹预紧调整、双螺母齿差预紧调整、双螺母垫片调整预紧、弹簧自动调整预紧四种方式。14. 滚珠丝杠副常选择的支承方式有:单推——单推式、双推——双推式、双推——简支式、双推——自由式。 15. 机电一体化系统(产品)常用齿轮传动形式有定轴轮系、行星轮系和谐波轮系三种形式三种形式。 16. 在机电一体化系统机械传动中,常用的传动比分配原则有:重量最轻原则、转动惯量最小原则、传动精度最优原则等。 17. 常用导轨副的截面形式有:三角形导轨、矩形导轨、燕尾形导轨、圆形导轨四种形式。 18. 导轨刚度主要指:结构刚度、接触刚度和局部刚度。 19. 机电一体化系统(产品)中,常可选择的执行元件:电磁式、液压式、气压式和其他形式的执行元件。 20. 电动机的工作特性分为恒转矩工作和恒功率工作两个阶段,其转折点的转速和功率分别称为:额定转速和额定功率;伺服电动机用于调速控制时,应该工作在恒转矩工作阶段。 21. 步进电机按转子结构形式可分为:反应式(变磁阻式)步进电机、永磁式步进电机、混合式步进电机三种。 22. 步进电机的工作方式有:单拍工作方式和倍拍工作方式。

机电一体化作业

机电一体化_在线作业_1 一、单选题 ? A. 响应速度快 B. 质量增加 C. 精度高 D. 机械负载增大 ? C. 导轨运动副间的摩擦力 D. 系统动态误差 ? A. 5~6 B. 1~ 2 C. 2~ 3 D. 3~4 二、多选题 ? C. 液晶显示器 D. 状态指示灯 1. (5分)下列不是混合式步进电动机特点的是()。 A. 断电后仍有制动力矩 B. 价格低 C. 功耗较小 D. 步距角较小 2. (5分)在传感器的输出信号中,属于开关信号的是()。 A. 超声波无损探伤 B. 温敏电阻 C.时间继电器 D. 应变片 3. (5分)在不影响机械系统刚度的前提下,传动机构的质量和转动惯量应尽量减小,其中转动惯量大会对系统造成的影响为()。 4.(5分)振弦式调频传感器中不包含()器件。 A. 振弦 B. 磁场 C. 膜片 D.压电元件 5. (5分)下列不是产生死区误差的主要原因的是()。 A. 电气系统和执行元件的启动死区 B. 传动机构中的间隙 6. (5分)滚珠是在淬硬的滚道上作滚动运动,磨损极小,长期使用后仍能保持其精度,因而寿命长,且具有很高的可靠性。其寿命一般比滑动丝杠要高()倍。 1. (5分)以下是常用的输出设备的是()。 A. 发光二极管显示器 B. BCD二—十进制码拨盘

? A. 阻尼 B. 增益 C. 刚度 D. 惯性 ? A. 螺距误差 B. 刀具长度的改变 C. 热变形误差 D. 机床溜板的摩擦 三、判断 2. (5分)伺服系统的稳定性是系统本身的一种特性,取决于系统的结构及组成元件的参数如( )等。 3. (5分)接口的三个基本功能是( )。 A. 传递 B. 处理 C. 放大 D. 变换 4. (5分)对于螺母,应在其两端进行密封,密封防护材料必须具有的性能为( )。 A. 防腐蚀 B. 耐油性 C. 抗振动 D. 耐磨性 5. 在机床加工零件的过程中引起加工误差的原因很多,下列不属于常值系统性误差的是( )。

机电一体化重点及复习资料

1. 机电一体化的定义。 机电一体化技术是从系统工程观点出发,应用机械、电子、信息等有关技术,对它们进行有机的组织和综合,实现系统整体的最佳化。 2. 简述机电一体化系统的组成及各组成部分的功能。 机电一体化系统的组成:A机械本体、B动力单元、C传感检测单元、 D执行单元、E驱动单元、F控制及信息处理单元这六部分组成。 各成分的功能如下: 1、机械本体:使构造系统的各子系统、零部件按照一定的空间和时间关系安置(装配连接)在一定位置上,并保持特定的关系。 2、动力单元:按照机电一体化系统的控制要求,为系统提供能量和动力以保证系统正常运行。 3、传感检测单元:对系统运行过程中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测,并转换成可识别信号,传输到信息处理单元,经过分析、处理后产生相应的控制信息。 4、执行单元:根据控制信息和指令在驱动单元的驱动下完成所要求的动作。 5、驱动单元:在控制信息作用下,在动力单元的支持下,驱动各种执行机构(执行单元)完成各种动作和功能。 6、控制及信息处理单元:将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、存储、分析、加工,根据信息处理结果,按照一定的程序发出相应的控制信号,通过输出接口送往驱动单元和执行机构,控制整个系统有目的地运行。 3. 机电一体化系统有哪些设计方法?分别举例。 机电一体化系统有以下三种设计方法:

A.取代法,如用电气调速系统取代机械式变速机构等; B.整体设计法,如某些激光打印机的激光扫描镜; C.组合法,如设计数控机床时使各个单元有机组合融为一体。 4. 转动惯量、刚度、阻尼的折算公式。 另附资料。 5. 传动链精度对开环伺服系统、闭环伺服系统精度的影响。 开环伺服系统中,传动链的传动精度不仅取决于组成系统的单个传动件的精度,还取决于传动链的系统精度。 闭环伺服系统中的传动链,虽然对单个传动件的精度要求可以降低,但对系统精度仍有相当高的要求,以免在控制时因误差随机性太大不能补偿。 6. 举例说明缩短传动链的三种方式。 A. 伺服电动机; B.直线电机; C.电主轴。 7. 简述传动系统的转动惯量、摩擦、阻尼比、刚度、谐振频率、间隙对机电一体化系统性能的影响。 1、转动惯量:在满足系统刚度的条件下,机械部分的质量和转动惯量越小越好。转动惯量大会使机械负载增大,系统响应速度变慢,灵敏度降低,固有频率下降,容易产生谐振。同时,转动惯量增大会使电器驱动部分的谐振频率降低而阻尼比增大。 2、摩擦:引起动态滞后和稳态误差,同时还会造成低速爬行。 3、阻尼比:实际应用中一般取0.4--0.8的欠阻尼,既能保证振荡在一定的范围内过渡过程比较平稳、过渡过程时间较短,又具有较高的灵敏度。 4、刚度:对于伺服系统的失动量来说,系统刚度越大,失动量越小,对于伺

机电一体化复习题(附答案)

机电一体化复习题(附答案)

机电一体化复习题 一、名词解释 1机电一体化 2伺服控制 3闭环控制系统 4逆变器 5 SPWM 6单片机 7 I/O接口 8 I/O通道 9 串行通信 10直接存储器存取(DMA) 二、判断题: 1 在计算机接口技术中I/O通道就是I/O接口。 (×) 2 滚珠丝杆不能自锁。(√) 3 无论采用何种控制方案,系统的控制精度总是高于检测装置的精度。(×) 4 异步通信是以字符为传输信息单位。(√) 5 同步通信常用于并行通信。(×) 6 无条件I/O方式常用于中断控制中。(×)7从影响螺旋传动的因素看,判断下述观点的正确或错误 (1)影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、牙型半角误差(√) (2)螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素(√)

(3)螺杆轴线方向与移动件的运动方向不平行而形成的误差是影响传动精度的因素(√)(4)温度误差是影响传动精度的因素(√) 三、单项选择题 1. 步进电动机,又称电脉冲马达,是通过( B )决定转角位移的一种伺服电动机。 A 脉冲的宽度 B 脉冲的数量 C 脉冲的相位 D 脉冲的占空比 2. 对于交流感应电动机,其转差率s的范围为(B)。 A.1

机电一体化技术—考试题库及答案

------单选 滚珠丝杠螺母副结构类型有外循环插管式和_________等类型. 收藏 A. 内循环反向器式 B. 外循环反向器式 C. 内、外双循环 D. 内循环插管式 回答错误!正确答案: B PWM指的是________. 收藏 A. 计算机集成系统 B. 可编程控制器 C. 机器人 D. 脉宽调制 回答错误!正确答案: D 检测环节能够对输出进行测量,并转换成比较环节所需要的量纲,一般包括传感器和_______. 收藏 A. 转换电路 B. 调制电路 C. 控制电路 D. 逆变电路 回答错误!正确答案: A 下列关于机电一体化的说法中正确的是________. 收藏 A. 机电一体化设计主要是指产品的设计,不需要系统论方面的知识 B. 机电一体化技术是由传统机械技术及电子技术两方面技术构成 C. 机电一体化是指机电一体化技术,而不包含机电一体化产品 D. 机电一体化技术是以机械为主体 回答错误!正确答案: D 伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和_________等个五部分.

收藏 A. 换向结构 B. 检测环节 C. 存储电路 D. 转换电路 回答错误!正确答案: B 电压跟随器的输出电压________输入电压. 收藏 A. 大于等于 B. 大于 C. 小于 D. 等于 回答错误!正确答案: D 滚珠丝杠螺母副结构类型有两类:外循环插管式和________. 收藏 A. 内循环反向 B. 内循环插管式 C. 外循环反向器式 D. 内、外双循环 回答错误!正确答案: A 受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称________. 收藏 A. 伺服系统 B. 工业机器人 C. 顺序控制系统 D. 数控机床 回答错误!正确答案: A 下列关于机电一体化系统的伺服系统稳定性说法中错误的是________. 收藏 A.

机电一体化技术作业题——答案全解

东北农业大学网络教育学院 机电一体化技术作业题 复习题一 一、名词解释:(40分) 1.机械系统 答:机电一体化系统中的机械系统与一般的机械系统相比,除要求具有较高的定位精度外,还应具备体积小、重量轻、刚度大、动态性能好等特点。概括地讲,机电一体化机械系统应包括传动机构、导向机构、执行机构三大部分。 2.检测系统 答:检测系统是机电一体化系统的一个基本要素,其功能是对系统运行中所需的自身和外界环境参数及状态进行检测,将其变换成系统可识别的电信号,传递给信息处理单元。 3.伺服系统 答:伺服系统是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统,又称随动系统或伺服机构。指在控制命令的指挥下,控制执行元件工作,使机械运动部件按照控制命令的要求进行运动,并具有良好的动态性能。 4.接口技术 答:为构成完整的并有一定控制和运算功能的系统而将一个部件与另外的部件连接起来,这种连接就称微处理器系统的接口。 5.控制系统 答:控制系统是机电一体化产品的中枢,用于实现信息处理、控制信号输出、控制和协调机电一体化产品的其他内部功能,通过控制系统的控制,执行机构的驱动,被控对象按照预定的规律或目的运行,运行效果通过传感器反馈回控制系统,连同传感器收集的其他有关信号供控制系统利用并不断修正其控制指令。 6.D/A转换 答:在机电一体化产品中,很多被控对象要求用模拟量做控制信号,而计算机是数字系统,不能输出模拟量,这就要求控制输出接口能完成将数字信号转换成模拟信号,称之为D / A转换。

7.传动机构 答:机电一体化系统中的传动机构主要功能是传递转矩和转速,因此,它实际上是一种转矩、转速变换器。机电一体化系统中所用的传动机构主要有滑动丝杠副、滚珠丝杠副、齿轮传动副、同步带传动副、间歇机构、挠性传动机构等。 8.机电一体化技术 答:机电一体化技术是以电子技术特别是微电子技术为主导的多种新兴技术与机械技术交叉、融合而成的综合性高新技术,是工程领域不同种类技术的综合及集成,是一个技术群的总称,它包括机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术等。 二、简答(60分) 1、机电一体化产品的组成和特点是什么? 答:机电一体化产品是由机械系统、检测系统、伺服系统、控制系统以及接口装置等几部分组成。机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其结构来看,,各组成部分通过辅助部件及相关的软件有机的结合在一起,构成一个内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品,品具有自动化、智能化和多功能的特性。 2、机电一体化产品设计与传统机械产品设计的区别是什么? 答:机电一体化产品的设计与常规机械产品的设计有着本质上的区别。常规机械产品一般是先用单纯机械设计的方法构思和设计,再为这个纯粹的机械设计选配适宜的电气设备。这种方法实际上是面向设计者的传统设计方法。相比之下机电一体化产品的设计是面向产品的设计,它要求设计者具有多种能力、视野开阔,具有综合利用机械设计和电气控制设计方面的知识和能力。 3、机电一体化机械系统由哪几部分组成? 答:概括地讲,机电一体化机械系统应包括以下三大部分机构。 (1)传动机构。机电一体化系统中的传动机构主要功能是传递转矩和转速,因此,它实际上是一种转矩、转速变换器。 (2)导向机构。其作用是支承和限制运动部件按给定的运动要求和规定的运动方向运动。该机构应能保证安全、准确。 (3)执行机构。用来完成操作任务。执行机构根据操作指令的要求在动力源的带动下,完成预定的操作。 4、常用的传动机构有哪些,各有什么特点? 答:机电一体化系统中所用的传动机构主要有滑动丝杠副、滚珠丝杠副、齿轮传动副、同步带传动副、间歇机构、挠性传动机构等。 滚珠丝杠副具有如下特点。

机电一体化 课程重点

机电一体化乃是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。 机电一体化系统由机械系统、信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统五个子系统组成。 全闭环系统、半闭环系统。 机电一体化的基本特征是给机械添加了“头脑”。 机电一体化系统必须具有一下三个“目的功能”:1、变换功能;2、传递功能;3、储存功能。 机电一体化系统设计的考虑方法通常有:机电互补法、融合(结合)法和组合法。 机电一体化系统的设计类型大致有以下三种:1、开发性设计;2、适应性设计;3、变异性设计。P13 并行工程与串行工程的差异就在于在产品的设计阶段就要按并行、交互、协调的工作模式进行系统设计,就是说,在设计过程中对系统生命周期内的各个阶段的要求要尽可能地同时进行交互式的协调。 丝杠螺母机构主要用来将旋转运动变换为直线运动或直线运动变换为旋转运动。 丝杠螺母机构的基本传动形式有:1、螺母固定、丝杠转动并移动(获得较高的传动精度);2、丝杠转动、螺母移动(结构紧凑、丝杠刚性较好,适用于行程较大的场合。常用!!!); 3、螺母转动、丝杠移动; 4、丝杠固定、螺母转动并移动。 滚珠丝杠副的螺纹滚道有单圆弧形和双圆弧形。滚道型面与滚珠接触点的法线与丝杠轴向的垂线间的夹角α称接触角,一般为45°。P26 滚珠的循环方式有内循环和外循环两种。外循环从结构上看有三种形式:1、螺旋槽式; 2、插管式; 3、端盖式。 基本导程Ph 。 滚珠丝杠副在有负载时,滚珠与滚道面接触点处将产生弹性变形。换向时,其轴向间隙会引起空回。这种空回是非连续的,既影响传动精度,又影响系统的稳定性。 调整预紧的方法:1、双螺母螺纹预紧调整式;2、双螺母齿差预紧调整式;3、双螺母垫片预紧调整式;4、弹簧式自动调整预紧式;5、单螺母变位导程预紧式和单螺母滚珠过盈预紧式。 常用轴承的组合方式:1、单推—单推式;2、双推—双推式;3、双推—简支式;4、双推—自由式(轴向刚度和承载能力低)。 当选定执行元件步距角α、系统脉冲当量δ和丝杠基本导程Ph 之后,其减速比i 应满足匹配关系为(360)h P i αδ= 。 各级传动比的最佳分配原则:1、重量最轻原则;2、输出轴转矩角误差最小原则;3、等效转动惯量最小原则。 谐波齿轮传动的传动比:P41 圆柱齿轮传动的齿侧间隙的调整方法:1、偏心套(轴)调整法;2、轴向垫片调整法; 3、双片薄齿轮错齿调整法。 间歇传动机构:1、棘轮传动机构;2、槽轮传动机构;3、蜗形凸轮传动机构。 机电一体化系统对导轨的基本要求是导向精度高、刚性好、运动轻便平稳、耐磨性好、温度变化影响小以及结构工艺性好等。 导向精度是指动导轨按给定方向作直线运动的准确精度。 导轨副的截面形状:1、三角形导轨(磨损后能自动补偿);2、矩形导轨;3、燕尾形导轨;4、圆形导轨。

机电一体化技术与系统的200套复习题

“机电一体化技术与系统”复习题 (一)第一章复习题 1.机电一体化包括哪六大共性关键技术?(P1) 2. 机电一体化产品(P1) 3. 机电一体化系统的基本功能要去?(P2) 4. 机械本体包括机械传动装置和。(P2) 5. 接口的三个基本功能?(P3) 6. 接口的作用是将各要素或子系统连接成为一个有机整体,它的基本功能主要有:交换、放大和()。(P3) 6. 机电一体化系统的伺服传动技术?伺服传动包括各种类型的传动装置,主要的有:电动、气动和()(P4) 7. 机电一体化系统中的信息处理技术?(P4) (二)第二章复习题 1. 机械移动系统的基本元件?(P9) 2. 建立机械移动系统数学模型的基本原理是()?(P9)已知一个单自由度隔振系统,质 f t。绘出系统力学模型,并推导系统的量为m,刚度为k,粘性阻尼系数为c,外力为() 传递函数?(P10) 3. 单轮汽车支承系统的力学模型如图1所示,根据该力学模型推导传递函数并画出简化框图?(P10-P11) 图1 单轮汽车支承系统

4. 求解图2所示机床进给系统的当量扭转角度θ?(P12-13) 3 k 11 轴I 轴轴 图2 数控机床进给系统 5. 影响机电一体化系统传动链的动力学性能的因素?(P21) 6. 传动的主要性能取决于传动类型、传动方式、传动精度、动态特性及( )。(P21) 7. 典型形状转动物体的2 GD ?(P22) 8. 摩擦力有哪三类?(P24) 9. 粘性摩擦力的概念?(P24) 10. 库仑摩擦力的概念?(P24) 11. 静摩擦力的概念?(P24) 12. 机电一体化系统对机械传动部件的摩擦特性的要求为:静摩擦力尽可能小,动摩擦力应为尽可能小的( )。(P24) 13. 对于质量大、刚度低的机械系统,为了减小振幅、加速振动的衰减,通常采取的措施是( )。(P25) 14. 为能保证振荡在一定的范围内过渡过程较平稳、过渡过程时间较短,又具有较高的灵敏度,一般取ζ( )。(P25) 15. 刚度、动刚度和静刚度的概念?(P25) 16. 谐振频率的两个表达式?(P25) 17. 间隙的主要形式有哪些?(P26) 18. 什么是刚性间隙?(P26) 20. 什么是柔性间隙?(P27) 21. 丝杠螺母间隙的调整方式有哪两种?(P29)

《机电一体化系统》形成性作业及答案

一、填空题 1.机电一体化包括六大共性关键技术:精密机械技术、 、 、信息处理技术、自动控制技术和 。 2.机电一体化的产生与迅速发展的根本原因在于社会的发展和科技的进步。系统工程、控制论和信息论是机电一体化的 基础,也是机电一体化技术的 。微电子技术的发展,半导体大规模集成电路制造技术的进步,则为机电一体化技术奠定了 基础。机电一体化技术的发展有一个从 状况向 方向发展的过程。 3.一个较完善的机电一体化系统应包括以下几个基本要素:机械本体、 、 、执行部分、控制及信息处理部分和接口。 4.机电一体化系统对动力部分的要求是用尽可能 的动力输入获得尽可能 的功能输出。 5.根据机电一体化系统匹配性要求,要求执行部分的刚性 、重量 、实现组件化、标准化和系列化,提高系统整体 。 6.机电一体化系统一方面要求驱动的高 和快速 ,同时要求对水、油、温度、尘埃等外部环境的 和 。 7.自动控制技术的目的在于实现机电一体化系统的目标 。 8.伺服传动技术就是在 的指挥下,控制驱动元件,使机械的运动部件按照指令要求运动,并具有良好的 。 9.拟定机电一体化系统设计方案的方法可归结为 、 和 。 10.机电一体化系统对机械传动部件的摩擦特性的要求为:静摩擦力尽可能 ,动摩擦力应尽为可能小的 斜率,若为 斜率则易产生爬行,降低精度,减少寿命。 11.运动中的机械部件易产生振动,其振幅取决于系统的阻尼和固有频率,系统的阻尼越 ,最大振幅越 ,其衰减越快。 机电一体化系统 作 业1

12.在系统设计时考虑阻尼对伺服系统的影响,一般取阻尼比ξ在到之间的欠阻尼系统,这样既能保证振荡在一定的范围内,过渡过程较平稳,过渡时间较短,又具有较高的灵敏度。 13.间隙将使机械传动系统产生,影响伺服系统中位置环的。 14.在伺服系统中,通常采用原则选择总传动比,以提高伺服系统的。二、选择题 1.机电一体化系统的基本功能要素之一:接口的基本功能是() A.交换B.放大C.传递D.以上三者 2.机电一体化系统的核心是() A.动力部分B.执行机构C.控制器D.接口 3.机电一体化系统中,根据控制信息和指令完成所要求的动作这一功能的是()。 A.机械本体B.动力部分 C.控制器D.执行机构 4.在设计齿轮传动装置时,对于转动精度要求高的降速齿轮传动链,可按什么原则进行设计()。 A.输出轴转角误差最小B.等效转动惯量最小C.质量最小D.质量最大 5.对于要求质量尽可能小的降速传动链,可按什么原则进行设计() A.输出轴转角误差最小B.等效转动惯量最小 C.重量最轻D.重量最大 三、名词解释 系统总体技术—— 四、简述题 1.简述机电一体化技术方向。

机电一体化复习要点

机电一体化复习知识总结(ML制作) 第一章绪论 1 Mechatronics机电一体化,由机械学与电子学组合而成。 2 机电一体化含有两方面内容,首先是机电一体化技术,其次是机电一体化产品。 3 机电一体化的目的是提高系统的附加值,即多功能、高效率、高可靠性、省材料 省能源。 4 机电一体化系统需解决的共性关键技术有检测传感技术、信息处理技术、伺服驱 动技术、自动控制技术、机密机械技术及系统总体技术。 5 机电一体化系统由机械系统(机构)、信息处理系统(计算机)、动力系统(动力 源)、传感检测系统(传感器)、执行元件系统(如电动机)等五个子系统组成。 6 构成机电一体化系统的要素或子系统之间必须能顺利的进行物质、能量与信息的交 换和传递。 7 机电一体化系统设计类型有开发性设计、适应性设计与变异性设计。 8 确定机电一体化系统目的功能与规格后,机电一体化技术人员利用机电一体化技术 进行设计、制造的整个过程为“机电一体化工程”。 9 机电一体化系统设计的现代设计方法,计算机辅助设计与并行工程、虚拟产品设 计、快速响应设计、绿色设计、反求设计、网络合作设计。 第二章机械系统部件的选择与设计 1 机械系统部件的设计要求低摩擦、短传动链、最佳传动比、反向死去误差少、高刚性。 2 机械传动部件实质上是一种转矩、转速变换器,其目的是使执行元件与负载之间在转矩与转速方面得到最佳匹配。 3 机电一体化发展要求传动机构不断适应精密化,高速化,小型、轻量化要求。 4 滚珠丝杠四种基本类型(1)螺母固定、丝杠转动并移动,(2)丝杠转动、螺母移动,(3)螺母移动、丝杠移动,(4)丝杠固定、螺母移动并转动。 5 滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有内循环和外循环两种,内循环方式的滚珠在循环过程中始终与丝杠表面接触。 6 滚珠丝杠副轴向间隙的调整与预紧(1)双螺母螺纹预紧调整式,(2)双螺母齿差预紧调整式,(3)双螺母垫片调整预紧式,(4)弹簧式自动调整预紧式,(5)单螺母变位导程预紧式,(6)单螺母滚珠过盈预紧式。 7 四级齿轮传动系统总转角误差 =++++ 已知:四级齿轮传动系统,各齿轮转角误差为==…==0.005 rad,各级减速比相同,即==…==1.5。求: (1)该系统最大转角误差;(带入上式即可) (2)为缩小,应采用何种措施。 ①在设计中最末两级的传动比应取大一些

机电一体化系统设计试题及答案

一、名词解释(每小题2分,共10分) 1、测量 2、灵敏度 3、压电效应 4、动态误差 5、传感器 二、填空题(每小题2分,共20分) 1、滚珠丝杆中滚珠的循环方式: _内旋换与外循环 2、机电一体化系统,设计指标与评价标准应包括___ _______, __________, __________ , __________。 3、顺序控制系统就是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统, 顺序控制器通常用________。 4、某光栅的条纹密度就是50条/mm,光栅条纹间的夹角θ=0、001孤度, 则莫尔条纹的宽度就是_______________________。 5、连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动,必须同时控制 每一个轴的______________________,使它们同步协调到达目标点。 6、某4极交流感应电机,电源频率为50Hz,转速为1470r/min,则转差率为_____________。 7、齿轮传动的总等效惯量与传动级数__________________________________________。 8、累计式定时器工作时有_____________________________________________________。 9、复合控制器必定具有__________________________________。 10、钻孔、点焊通常选用_______________________________________类型。 三、选择题(每小题2分,共10分) 1、一般说来,如果增大幅值穿越频率ωc的数值,则动态性能指标中的调整时间ts ( ) A、产大 B、减小 C、不变 D、不定 2、加速度传感器的基本力学模型就是( ) A、阻尼—质量系统 B、弹簧—质量系统 C、弹簧—阻尼系统 D、弹簧系统 3、齿轮传动的总等效惯量与传动级数( ) A、有关 B、无关 C、在一定级数内有关 D、在一定级数内无关 4、顺序控制系统就是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统,顺序控制器通常用( ) A、单片机 B、2051 C、PLC D、DSP 5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节与检测环节等个五部分。 A 换向结构 B 转换电路 C 存储电路D检测环节 四、判断题(每小题2分,共10分) 1、伺服控制系统的比较环节就是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较,以获得输出与输入间的偏差信号。( ) 2、电气式执行元件能将电能转化成机械力,并用机械力驱动执行机构运动。如交流电机、直流电机、力矩电机、步进电 机等。( ) 3、对直流伺服电动机来说,其机械特性越硬越好。( ) 4、步进电机的步距角决定了系统的最小位移,步距角越小,位移的控制精度越低。( ) 5、伺服电机的驱动电路就就是将控制信号转换为功率信号,为电机提供电能的控制装置,也称其为变流器,它包括电压、 电流、频率、波形与相数的变换。( ) 五、问答题(每小题10分,共30分) 1、步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型? 2、什么就是步进电机的使用特性? 3、机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面? 一、名词解释(每小题2分,共10分) 1、就是人们借助于专门的设备,通过一定的方法对被测对象收集信息,取得数据概念的过程。 2、指在稳态下,输出的变化量ΔY与输入的变化量ΔX的比值。即为传感器灵敏度。 S=dy/dx=ΔY/ΔX 3、某些电介质,当沿着一定的方向对它施加力而使它产生变形时,内部就会产生极化现象,同时在它的两个表面上将产生 符号相反的电荷。当外力去掉后,它又重新恢复到不带电的状态,这种现象被称为压电效应。 4、动态误差在被测量随时间变化过程中进行测量时所产生的附加误差称为动态误差。

机电一体化1-5作业解答

第一章作业解答 1、机电一体化系统包括那些关键技术?机电一体化系统发展趋势是什么? 答:机电一体化系统包括的关键技术有:机械技术,检测与传感技术,计算机与信息处理技术,自动控制技术,伺服驱动技术,系统总体技术。 机电一体化系统发展趋势是:1)智能化。模拟人类智慧,具有推理、逻辑思维、自主决策的能力。2)网络化。利用网络将各种独立的机电一体化系统联系起来。3)微型化。4)系统化、复合集成化。 2、试列举10种常见的机电一体化产品,并对其中一种分析其所构成的5大要素。 常见的机电一体化产品有:数控机床,机器人,全自动洗衣机,傻瓜照相机,自动物料搬运机,自动取款机,自动售货机,智能水表,电子调速器,智能冰箱等。(一般的洗衣机、冰箱、电风扇、电子秤、电脑、空调不是机电一体化产品,因为它们不包含机电一体化系统所包括的6项关键技术及5个构成要素。) 第二章作业解答 1、机电一体化系统对机械部分的要什么? 答:机电一体化机械系统除了应具备普通机械系统的要求外,还有如下要求:1)高精度;2)快速响应性,即,机械系统从接到指令到执行指令任务的时间应短;3)稳定性要好。 2、齿轮传动为何要消除齿侧间隙? 答:机电一体化系统对机械部分的要必须具备高精度,以满足自动控制的需要。消除齿轮的齿侧间隙就是为了保证双向传动精度。 3、滚珠丝杠副轴向间隙对传动有何影响?采用什么办法消除它? 答:滚珠丝杠副轴向间隙影响反向传动精度。消除滚珠丝杠副轴向间隙通常采用的方法有:1)采用双螺母结构调整两螺母轴向相对位置实现预紧消除间隙。具体措施有:垫片调隙,螺纹预紧调隙,齿差预紧调隙等方式。2)采用单螺母结构用增大钢球直径的方式实现预紧以消除间隙。

河南理工大学 机电一体化考试重点

1.1机电一体化:“机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引用微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称” 机电一体化是机械技术、电子技术和信息技术等各相关技术有机结合的一种新形式,是电子技术向机械技术领域渗透过程中逐渐形成的一个新概念。其中“Mechatronics”是Mechanics(机械学)与E1ectronics (电子学)组合而成的日本造英语。 1.2接口:机电一体化系统由许多要素或子系统构成,各要素或子系统之间必须能顺利进行物质、能量和信息的传递与交换。为此,各要素或各子系统相接处必须具备一定的联系条件,这些联系条件就可称为接口 A 1.3系统工程: 系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法,是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法 B 1.4并行工程:是把产品(系统)的设计、制造及其相关过程作为一个有机整体进行综合(并行)协调的一种工作模式 C 1.5虚拟产品设计: 虚拟产品设计是基于虚拟现实技术的新一代计算机辅助设计,是在基于多媒体的、交互的渗入式或侵入式的三维计算机辅助设计环境中,设计者不仅能够直接在三维空间中通过三维操作、语言指令、手势等高度交互的方式进行三维实体建模和装配建模,并且最终生成精确的产品(系统)模型,以支持详细设计与变型设计,同时能在同一环境中进行一些相关分析,从而满足工程设计和应用的需要 D 1.6绿色设计;所谓绿色设计,是在新产品(系统)的开发阶段,就考虑其整个生命周期内对环境的影响,从而减少对环境的污染、资源的浪费、使用安全和人类健康等所产生的负作用。绿色产品设计将产品(系统)寿命周期内各个阶段(设计、制造、使用、回收处理等)看成一个有机整体,在保证产品良好性能、质量及成本等要求的情况下,还充分考虑到产品(系统)的维护资源及能源的回收利用以及对环境的影响等问题。 E 1.7反求设计: 反求设计是以现代设计理论、方法和技术为基础,运用各种专业人员的工程设计经验、知识和创新思维,对已有的产品(系统)进行剖析、重构、再创造的设计。 1.8 机电一体化系统组成:机械系统,信息处理系统,动力系统,传感监测系统,执行元件系统 1.9工业三大要素与机电一体化的三大效果:省能源省资源智能化。 工业三大要素:物质、能量和信息 1.10根据输入/输出功能接口分类:1机械接口2物理接口3 信息接口 4 环境接口 1.11机电一体化系统(产品) 的设计流程:1) 根据目的功能确定产品规格、性能指标 (2) 系统功能部件、功能要素的划分(3) 接口的设计(4) 综合评价(或整体评价) (5) 可靠性复查(6) 试制与调试 1.12 机电一体化系统产品设计的考虑方法:1) 机电互补法2) 结合(融合)法3) 组合法 2.1 机电一体化技术对传动机构的要求:) 1) 精密化—对某种特定的机电一体化系统(或产品)来说,应根据其性能的需要提出适当的精密度要求。虽然不是越精密越好,但由于要适应产品的高定位精度等性能的要求,对机械传动机构的精密度要求也越来越高。 2) 高速化—产品工作效率的高低,直接与机械传动部件的运动速度相关。因此,机械传动机构应能适应高速运动的要求。 3) 小型化、轻量化——随着机电一体化系统(或产品)精密化、高速化的发展,必然要求其传动机构的小型、轻量化,以提高运动灵敏度(快速响应性)、减小冲击、降低能耗。为与微电子部件的微型化相适应,也要尽可能做到使机械传动部件短小轻薄化。 即精密化高速化小型化、轻量化 2.2为确保机械系统的传动精度和工作稳定性,常采取哪些措施: 1) 采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件;2) 缩短传动链,提高传动与支承刚度; 3) 选用最佳传动比,以达到提高系统分辨率、减少等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量,尽可能提高加速能力;4) 缩小反向死区误差,如采取消除传动间隙、减少支承变形的措施;5) 改进支承及架体的结构设计以提高刚性、减少振动、降低噪声2.3齿轮传动比的最佳匹配选择原则 ;重量最轻原则输出轴转角误差原 等效转动惯量最小原则 2.4滚珠丝杠螺母机构组成与要求:滚珠丝杠螺母机构由反向器(滚珠循环反向装置)l、螺母2、丝杠3和滚珠4等四部分组成。

《机电一体化系统》复习题集

《机电一体化系统》复习题集参考教材:梁景凯编《机电一体化技术与系统》 汤定德 (机电教研室) 江西科技学院机械工程学院 2013年12月 1

第一章绪论 1、什么是机电一体化? 机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术,在高质量、高精度、高可靠性、低能耗意义上实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。 2、机电一体化技术与传统机电技术的区别。 传统机电技术的操作控制主要以电磁学原理的各种电器来实现,如继电器、接触器等,在设计中不考虑或很少考虑彼此间的内在联系。机械本体和电气驱动界限分明,整个装置是刚性的,不涉及软件和计算机控制。 机电一体化技术以计算机为控制中心,在设计过程中强调机械部件和电器部件间的相互作用和影响,整个装置在计算机控制下具有一定的智能性。 3、试分析机电一体化技术的组成及相关关系。 机电一体化系统是多学科技术的综合应用,是技术密集型的系统工程。其技术组成包括:机械技术、检测技术、伺服传动技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术和系统总体技术等。现代的机电一体化产品甚至还包含了光、声、化学、生物等技术等应用。 4、一个典型的机电一体化系统,应包含哪些几个基本要素? 机电一体化系统,应包含以下几个基本要素:机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。我们将这些部分归纳为:结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素;这些组成要素内部及其之间,形成通过接口耦合来实现运动传递、信息控制、能量转换等有机融合的一个完整系统。 5、试简述机电一体化系统的设计方法。 机电一体化系统的设计过程中,一直要坚持贯彻机电一体化技术的系统思维方法,要从系统整体的角度出发分析研究各个组成要素间的有机联系,从而确定系统各环节的设计方法,并用自动控制理论的相关手段,进行系统的静态特性和动态特性分析,实现机电一体化系统的优化设计。 6、机电一体化的智能化趋势体现在哪些方面。 (1)诊断过程的智能化、(2)人一机接口的智能化、(3)自动编程的智能化、(4)加工过程的智能化 7、机电一体化的发展趋势体现在哪些方面。 高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展 8、机电一体化系统中的接口的作用。 接口主要完成电平转换、信号隔离、放大、滤波、速度匹配等 9、试分析机电一体化系统设计与传统的机电产品设计的区别。 机电一体化系统设计方法与用经验公式、图表和手册为设计依据的传统方法不同,它是以计算机为手段,其设计步骤通常如下:设计预测一→信号分析一→科学类比一→系统分析设计一→创造设计一→选择各种具体的现代设计方法(如相似设计法、模拟设计法、有限元法、可靠性设计法、动态分析法、优化设计法、模糊设计法等)一→机电一体化系统设计质量的综合评价 10、机电一体化技术与自动控制技术的区别。 自动控制技术的侧重点是讨论控制原理、控制规律、分析方法和自动控制系统的构造等。机电一体化技术是将自动控制原理及方法作为重要支撑技术,将自控部件作为重要控制部件。它应用自控原理和方法,对机电一体化装置进行系统分析和性能测算。 11、机电一体化技术与计算机应用技术的区别。 机电一体化技术只是将计算机作为核心部件应用,目的是提高和改善系统性能。计算机在机电一体化系统中的应用仅仅是计算机应用技术中一部分,它还可以作为办公、管理及图象处理等广泛应用。机电一体化技术研究的是机电一体化系统,而不是计算机应用本身。 12、如何保证机电一体化系统的高性能? 高性能化一般包含高速化、高精度、高效率和高可靠性。

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